(57)【要約】【課題】安価に製造することができ、使用範囲の全幅を、非常に多様性の少ないバリエーションでカバーする磁気誘導型の測定装置を製造すること【解決手段】流れる物質（測定物質）用の磁気誘導型の測定装置（１）は、物質を運ぶための部分システム（２）と、信号検出手段を有しかつ測定信号を検出するための少なくとも１つの部分システム（２２，２２ａ））と、少なくとも２つの励磁コイル（３０，３０ａ）及び強磁性体のコア（３２）を有し、かつ磁界を発生させるための少なくとも１つの部分システムと、周囲側で装置を区画するための少なくとも１つの部分システムとを具備し、複数の部分システムのうちの少なくとも１が、全体的に又は部分的に、繊維複合材料からなる層によって形成されており及び／又は繊維複合材料の層に埋設されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れる物質（測定物質）用の磁気誘導型の測定装置（１）であって、
物質を運ぶための少なくとも１つの部分システム（液圧システム、測定管）（２）と、
信号検出手段を有しかつ測定信号を検出するための少なくとも１つの部分システム（信号を検出するための電極装置（２０，２０ａ，２２，２２ａ））と、
少なくとも２つの励磁コイル（３０，３０ａ）及び強磁性体のコア（３２）を有しかつ磁界を発生させるための少なくとも１つの部分システム（マグネットシステム）と、
周囲側で装置を区画するための少なくとも１つの部分システム（ハウジング）とを具備してなる測定装置において、
前記複数の部分システムのうちの少なくとも１が、全体的に又は部分的に、繊維複合材料からなる層によって形成されており及び／又は繊維複合材料の層に埋設されていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記測定管（２）は、全体的に又は部分的に、繊維複合材料の、特に、非導電性の繊維複合材料の層から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記信号検出手段（２０，２１，２２，２３）は、全体的に又は部分的に、繊維複合材料からなる層から形成されており及び／又は繊維複合材料からなる層に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記マグネットシステム（３０，３２）は、全体的に又部分的に、繊維複合材料からなる層から形成されており及び／又は繊維複合材料からなる層に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記信号検出手段（２０，２１，２２，２３）は、完全に、前記マグネットシステム（３０，３２）は、完全に又部分的に、繊維複合材料からなる層に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、繊維複合材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項７】
前記信号検出手段（２０，２１，２２，２３）及び前記マグネットシステム（３０，３２）は、繊維複合材料からなる層によって形成された測定管（２）に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項８】
前記測定管（２）は、種々の繊維複合材料の一連の層によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項９】
前記測定管の肉厚は、前記複数の埋設された部分システムを有する前記測定管が、発生する液圧的及び機械的負荷を吸収することができるほどに厚いことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記信号検出手段は、少なくとも２つの測定電極（２０）及び該測定電極に延びている給電線（２６）及び／又は測定物質と電気的に接触するための基準電極（２３）を有することを特徴とする１乃至９のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記信号検出手段は、少なくとも２つの測定電極（２０）、アウトフィールドに対し前記測定電極（２０）を遮蔽する少なくとも２つの遮蔽電極（２２）、並びに、前記電極に延びている前記給電線（２６）及び／又は測定物質と電気的に接触するための基準電極（２３）を有することを特徴とする１乃至１０のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記測定電極、及び／又は前記遮蔽電極、及び／又は基準電極は、金属箔又は曲げ可能な薄板又は導電性のプラスチック又は導電性の繊維複合材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１３】
前記測定電極は、孔あきの金属箔、金網又は導電性プラスチックの生地から形成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１４】
前記信号検出手段は、電子式の信号変換器サブアセンブリ（２４）を有し、給電線（２６）が少なくとも前記測定電極（２０，２１）の各々から前記信号変換器サブアセンブリ（２４）へ延びていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１５】
前記強磁性体のコア（３２）は、繊維複合材料からなる層に埋設されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１６】
前記励磁コイル（３０，３０ａ）は、前記強磁性体のコアと共に、繊維複合材料からなる層に埋設されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１７】
前記強磁性体のコア（３２）は、強磁性体の箔又は強磁性体の薄板又は強磁性体のワイヤ，又は強磁性体の金網から形成されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１８】
前記強磁性体のコア（３１，３２）は、鉄又はフェロニッケル又はフェロコバルト又はフェロシリコン又はフェロアルミニウム又はフェライトから形成されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項１９】
前記励磁コイル（３０，３０ａ）は、繊維強化エポキシ樹脂に埋設された銅線から形成されていることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項２０】
前記信号検出手段と、前記周囲側の装置境界面（６）との間には、少なくとも１つの遮蔽層（４０）が、電界又は磁界又は電磁界に対して、繊維複合材料からなる層に埋設されていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項２１】
前記遮蔽層（４０）は、導電性の繊維複合材料から又は金属箔から又はメタルメッシュから形成されていることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項２２】
前記周囲側の装置境界面（６）には、電気的接触装置（８）が取着されていること、及び前記信号検出手段及び／又は測定用変換器及び前記コイルから、導電部材が前記電気的接触装置へと形成されていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項２３】
前記電気的接触装置（８）は、測定用変換器を有することを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項２４】
前記測定装置（１）は、物質の及び前記液圧システムすなわち測定管（２）の少なくとも１つの他の測定量を検出するための少なくとも１つの他の測定検出手段（５０，５１，５２，５３，５６，５７，５８）を有することを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項２５】
前記測定装置（１）は、流れる物質の他の測定量を検出するための第１の他の測定検出手段（５６）及び／又は前記液圧システムの測定量を検出するための第２の他の測定検出手段（５７，５８）を有することを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項２６】
前記第１の及び／又は第２の他の測定検出手段（５６，５７）は温度センサであることを特徴とする請求項２５に記載の測定装置。
【請求項２７】
前記第１の測定検出手段は、圧力センサであるか、光学的な濁り度センサであるか、光学的な分析器であるか、画像伝送光電子構成素子であることを特徴とする請求項２６に記載の測定装置。
【請求項２８】
前記第２の測定検出手段（５８）は、ひずみ計であることを特徴とする請求項２６に記載の測定装置。
【請求項２９】
前記他の測定検出手段（５０，５１，５２，５３，５６，５７，５８）の測定信号から得られた情報によって、装置の診断、特に使用限度のモニタ及び／又は残りの寿命の算出が実行可能であることを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項３０】
前記物質側の装置境界面（４）は、ナノ構造になっており、低下した粘着性をもって形成されていることを特徴とする請求項１乃至２９のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項３１】
前記物質側の装置境界面（４）は、ハスの葉の表面のように構成されていることを特徴とする請求項３０に記載の測定装置。
【請求項３２】
繊維複合材料からなる前記層は、巻付技術で製造されていることを特徴とする請求項１乃至３１のいずれか１に記載の測定装置。
【請求項３３】
流れる物質（測定物質）用の磁気誘導型の測定装置を製造する方法であって、前記磁気誘導型の測定装置は、物質側の装置境界面及び周囲側の装置境界面を有し、物質を運ぶための少なくとも１つの部分システム（液圧システム、測定管）と、測定信号を検出するための少なくとも１つの部分システム（信号検出手段）と、磁界を発生させるための少なくとも１つの部分システム（マグネットシステム）とを具備してなる方法において、
前記複数の部分システムのうちのすべて又は幾つかを、全体的に又は部分的に、繊維複合材料からなる層によって形成し及び／又は繊維複合材料からなる層に埋設することを特徴とする方法。
【請求項３４】
繊維複合材料からなる前記測定管を、繊維複合材料の半製品をコアに層状に巻き付けることによって、製造し、前記信号検出手段及び前記マグネットシステムを前記測定管に包むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記信号検出手段及び前記マグネットシステムを、包み込みの前に、既に巻き付けられた測定管部分に位置決めし、仮に取り付けることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記測定管を、樹脂で含浸された繊維半製品の層からなる、包み込まれた複数の部分システムで、巻き付け、続いて硬化することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記測定管を、乾燥した繊維半製品の層からなる、包み込まれた複数の部分システムで、巻き付け、続いて真空下で樹脂を染み込ませることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
部分的に異なる繊維複合材料を巻き付けることを特徴とする請求項３３乃至３７のいずれか１に記載の方法。
【請求項３９】
部分的に非導電性の繊維複合材料及び導電性の繊維複合材料を巻き付けることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の、流れる物質用の磁気誘導型の測定装置（以下、ＭＩＤともいう）及び、請求項３３の前提部分に記載の、流れる物質用の磁気誘導型の測定装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流れる物質用の磁気誘導型の測定装置は、従来の技術では、長い間知られている。測定装置の原理的な構成及び作動原理は、例えば、非特許文献１に記載されている。作動原理に基づいて、磁気誘導型の測定装置は、導電性の流動物質の流量を測定するためにのみ用いられる。しかし乍ら、今日では、流量測定に追加して、測定管が全体的に又は部分的に充填されているか、あるいは充填されていないかの認識がなされる装置も知られている。
【０００３】
簡単かつ頑丈な機械的構成、特に、障害物又は可動部分を組み込んでいない真っ直ぐな測定管の故に、測定装置は、一連の工業的な加工プラント、例えば、水利経済の分野（飲用水及び廃水浄化における流量測定）で、化学工業及び石油化学工業の分野（水、酸、アルカリ液等の流量測定）で、薬品工業の分野で及び食品産業の分野（水、果汁、ビール、乳製品等の流量測定）において好都合に用いられる測定装置になる。
【０００４】
可能な使用分野の広い幅は、多数の製品のバリエーションを貯蔵するという、今日メーカー側に存する必要性に反映する。
【０００５】
前提部分に係わるタイプの磁気誘導型の測定装置は、測定物質が貫流する測定管と、測定管に取着された他の部分システム、特に、信号を検出するための部分システム、磁界を発生させるための部分システム（単にマグネットシステムともいう）、環境による影響に対し保護するハウジング、測定装置の電気的インターフェースを検出（Aufnahme）するための接触装置を有する。
【０００６】
測定管は、今日では、通常、端部フランジを具備するか具備しない、他の装置要素及び部分システムを測定管に組み込むための、測定管の外周面に溶接された結合要素、その結合要素を具備するスチール管である。プロセス用配管系統への組込みは、フランジ取付によってなされるか、中間フランジ取付、いわゆるウェハ取付によってもなされることができる。
【０００７】
磁気誘導型の測定装置は、今日では、４０ｂａｒまでのプロセス圧力による加圧に用いられる。このことは液圧システムの耐圧縮性及び耐変形性へ非常に高い要求をする。液圧システムにおける、圧力による変形、振動及び他の負荷は、測定管に取着された信号検出システム及びマグネットシステムにおける歪み及び形状のずれをもたらして、測定の測定精度及び再現性を悪化させることになる。
【０００８】
今日では、希な使用としては、部分的には測定管に埋設された測定電極及び遮蔽電極を有する、セラミックからなる測定管及び熱可塑性樹脂からなる測定管が知られている。しかし乍ら、セラミックの測定管は高価でありかつ脆い。これらの測定管への複数の他の部分システムの取着は難しい。熱可塑性樹脂の測定管は低いプロセス圧力にしか使用できない。
【０００９】
信号を検出するための部分システムとして、今日では、導電性及び容量性の信号検出手段が知られている。導電性の信号検出手段の場合、電極は測定物質と直流的に結合されている。導電性の信号検出手段は、今日、通常、孔を通って測定管に導き入れられる２つの電極である。スチール管及び電極は電気的に互いに絶縁されていなければならないので、スチール管を内部で非導電性の層で、いわゆるライナーで内張りすることが、今日では必要となる。測定装置の取付はこのことによって非常にコストがかかる。更に、電極と、測定物質と、この場合に効力を発する境界面作用との間の直接な接触の故に、測定課題に応じて異なった電極を用いなければならないという欠点がある。このことは、測定装置のバリエーションのかなりの多様さをもたらす。
【００１０】
容量性の信号検出手段の場合、電極は測定物質とは直流的に結合されていない。非導電性の管内張りに又は管内張りの後方にある平面状の電極が用いられる。更に、測定電極と測定管との間の遮蔽電極が、外への容量性の通過を妨げるために設けられている。
【００１１】
スチール製の測定管への容量性の信号検出手段の実現化は、スチール管の、電極の磁界との容量性の交換作用の故に、難しい。セラミック又は熱可塑性樹脂からなる測定管との組合せでは、容量性の信号検出手段がより容易に実現されるが、測定管の上記欠点を有する。
【００１２】
容量性の信号検出手段の拡大として、今日、幾つかの磁気誘導型の測定装置では、測定物質との電気的「アース」を形成するための少なくとも１つの基準電極が用いられる。
【００１３】
磁界を発生させるための部分システム（以下、単にマグネットシステムという）は、今日では、通常、極及び磁気回路を有する２つのコイルによって実現される。これらのコイルは測定管の周りに取り付けられる。取付の際に守られるべき形状的な許容差が非常に少ない。このことは、取付を、労力とコストをかかるものにする。
【００１４】
磁気回路は、通常、複数の重なり合うように積層されかつ互いにリベットで止められた薄板ストリップから実現される。この場合、薄板ストリップをこの形に製造するためには、複数の製造工程が必要である。
【００１５】
ハウジングは、今日通常の磁気誘導型の流量計（ＭＩＤ）では、かなりのコスト要因である。何故ならば、ハウジングは、例えばダイカスト法で製造された別々の半体から、あるいは薄板溶接構造として実現されるからである。
【００１６】
技術的な欠点は、ハウジング内の要素、例えば、ケーブルを、ハウジングのみの取付によっては位置的に固定することができないことである。接続線の振動は、特に、容量性の信号検出手段の場合、かなりの信号妨害従ってまた測定誤差をもたらすことになる。
【００１７】
測定装置の電気的なインターフェースを検出するための接触装置は、測定装置を、送信機又は測定用変換器ともしばしば呼ばれる接続サブアセンブリに収容されている評価装置と接続させることができる。送信機は、空間的に、測定装置から離れているか、継ぎ箱に統合されていてもよい。
【００１８】
今日通常な製造工程は、一方では、装置のバリエーションにつき比較的少ない連続生産の個数を特徴とし、他方では、装置の多数のバリエーションを特徴とする。測定装置のバリエーションは、例えば、異なった測定管の横断面及び測定管の肉厚によって異なっている。その目的は、その時々の適用の流量及び圧力の範囲への適合を達成するためである。信号を検出しかつ磁界を発生させるための部分システムが液圧システムに機械的に取着されているので、各々のバリエーションは、液圧システムにおいて、取着された部分システムのための種々の取付ユニットを可能にする。
【非特許文献１】測定・自動化技術の辞典、エルマール・シュリューファー編、ＶＤＩ出版  デュッセルドルフ  １９９２年、２６２乃至２６３頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従って、本発明の課題は、安価に製造することができ、使用範囲の全幅を、非常に多様性の少ないバリエーションでカバーする磁気誘導型の測定装置を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この課題は、測定装置に関しては、請求項１の特徴部分によって解決され、測定装置を製造する方法に関しては、請求項３３の特徴部分によって解決される。
【００２１】
本発明では、磁気誘導型の測定装置の複数の部分システムのうちの少なくとも１が、全体的に又は部分的に、繊維複合材料からなる層によって形成されており及び／又は繊維複合材料の層に埋設されている。
【００２２】
本発明の特に好都合な実施の形態では、測定管は、全体的に又は部分的に、繊維複合材料の、特に、非導電性の繊維複合材料の層に形成されている。
【００２３】
繊維複合材料としては、特に、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＫ）が可能である。測定管を、他の構成要素の製造のための複合材料技術から知られた巻繊技術によって製造することができるのは好都合である。しかし、複合材料技術から知られた他の層構成技術も用いてもよい。
【００２４】
巻繊技術で形成された測定管を有する、本発明に係わる測定装置は、機械的安定性及び耐圧縮性を、化学的耐性及び電気的絶縁性と結合させる。巻繊技術で製造された、ＧＦＫ材料からなる測定管が、適切な直径の際に、数ｍｍの肉厚で、管の機械的変形なしに、４０ｂａｒの管内圧力に持続的に耐えることが明らかになった。
【００２５】
ＧＦＫから形成された測定管は電気絶縁体であるので、追加の絶縁性内張り（ライナー）は必要とされない。このことは測定装置の製造を著しく容易にしかつ安価にする。ＧＦＫの測定管との結合で、容量性の信号検出手段が実現されるとき、ＧＦＫの測定管と測定電極との間の容量性の交換作用は生じない。
【００２６】
その代わりに、複合材料技術で知られた他の製造法も、例えば、適切な繊維ブランク及び母材樹脂による追加の含浸に基づいている樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）法あるいは予め含浸された材料に基づくプレプレグ／オートクレーブ法も用いることができる。
【００２７】
充填材料としてのガラス繊維の代わりに、好ましくは非導電性の、しかし母材樹脂を機械的に強化する他の繊維材料、例えば、アラミド繊維、ＰＥ繊維又はケブラー繊維も用いることができる。
【００２８】
繊維複合材料からなる測定管に他の部分システム、例えば、信号検出手段又はマグネットシステムを取り付けることが意図されるとき、それが、従来のように、ねじ又は締付によって行なわれるか、あるいは、複数の構成要素が、部分的又は完全な包み込みによって、所定の位置で、帯状の繊維合成材料によって固持される。
【００２９】
しかしまた、好都合な実施の形態は、電極装置が、全体的に又は部分的に、繊維複合材料からなる層によって形成されており及び／又は繊維複合材料からなる層に埋設されていること、あるいは、マグネットシステムが、完全に又部分的に、繊維複合材料から形成されており及び／又は繊維複合材料からなる層に埋設されていることにある。
【００３０】
繊維複合材料からなる層に電極装置を埋設することによって、電極を、これらの層の巻き付けの際に、容易に共に巻き付けることができる。通常は平面状の電極が用いられる、特に、容量性の信号検出の場合に、製造工程の著しい簡略化がなされる。
【００３１】
この場合、電極は、曲げ可能な薄板、金属箔又は導電性の繊維複合材料、例えば、炭素繊維強化繊維複合材料からなってもよい。
【００３２】
樹脂の誘電性特性（低い誘電性損失、高い誘電率、誘電率の適切な周波数応答）を、この場合、容量性の信号検出の要求に適合させることができる。このことによって、製品の可能な鋳造のバリエーションの幅が、今日通常の必要な物の一部分に減じられる。
【００３３】
電極の埋設後に、給電線の、繊維複合材料からなる層への埋設が可能である。このとき、給電線は、大きなコストをかけることなく、無振動に保たれる。このことによって、測定精度及び妨害安全性の向上が結果として生じる。
【００３４】
繊維複合材料への埋設によって、測定電極と測定媒体との間隔が、繊維複合材料からなる個々の巻付層の厚さまで、非常に小さく選択されることができる。今日通常に用いられるＧＦＫ材料の場合、この個別層は０．１乃至３ｍｍの範囲にある。測定媒体への付近は、結果として、高い結合容量従ってまたノイズの少ない信号検出を伴う。
【００３５】
繊維複合材料への電極の包み込みの際に、これらの電極は孔あきの材料、例えば孔あきの金属箔、金網又は導電性プラスチックからなる生地からも形成されていてもよい。このような材料の場合の使用の利点は、マグネットシステムの磁気的な交番磁界によって引き起こされた渦流が、電極内で小さくならず、従って、孔あきの材料でない場合より高い励磁周波数が用いられることができる。
【００３６】
容量性原理に基づく作動のために必要であり、信号処理のためのインピーダンス変換器を、測定電極の直ぐ近くに、該測定電極と共に、繊維複合材料からなる層に埋設することができる。かくして、電極とインピーダンス変換器との間のスムーズな信号伝送が保証される。
【００３７】
磁気回路も又は完全なマグネットシステムでさえ、繊維複合材料からなる層に埋設することができるのは、強磁性体の材料からなる曲げ可能な半製品を、「コイルから」適切な数の巻付で、繊維複合材料と共に、被覆することによってである。ここでも、巻付法を用いることは好ましい。
【００３８】
このことによって、特に経済的な製造が可能となる。何故ならば、マグネットシステムにとって知られた製造法と異なって、基準直径に特有な予め成形された部分が最早必要ではなくて、標準半製品が使用されることができるからである。
【００３９】
更に、以下の技術的利点が達成される。すなわち、より良い作動状況が達成されることができるのである。何故ならば、磁束変化の際に常に生じる渦流が、多くの小さな粒子への流速分布に基づき、従来の中実な形成物の場合ほどに良好に形成されないからである。このことによって、検出手段の従来のよりも高い励磁周波数を実現することが可能である。このことは、同様に、応答時間を短縮する。このことによって、より迅速なシステムが生じる。更に、標準流体ノイズとのノイズ比が大きくなるので、妨害されない信号が結果として生じる。
【００４０】
同時に、僅かな鉄損が生じる。従来の装置との比較で僅かな出力で作動をすることができる。このことによって、省エネが記録される。あるいは、出力が変わらないとき、より高い信号レベルで作動をすることができる。このことによって、同様に、信号・ノイズ比が改善される。
【００４１】
他の利点は、強磁性体のコアが繊維複合材料からなる層に埋設されているとき、強磁性体のコアの位置固定が非常に良好であることにある。従来のシステムの場合には高いコストをかけねばならないが、（機械的手段又は追加の貼着によって）振動不感症の及び耐衝撃性のシステムを構成することが重要であるときは、このことは、繊維複合材料に埋設されたマグネットシステムの場合に自動的にかつ追加のコストなしになされる。
【００４２】
温度分布は、同様に、従来のように製造されたマグネットシステムの場合よりも好都合である。従来よりも均等な温度分布が調整される。
【００４３】
更に、マグネットシステムの追加的な腐蝕保護を行なう必要がない。何故ならば、マグネットシステムは、埋設によって、完全に保護されているからである。
【００４４】
実際また、マグネットシステムの部分は繊維複合材料から形成されていてもよい。例えば、繊維強化エポキシ樹脂母材に埋設された銅線の薄層からコイルを作ることできる。
【００４５】
ハウジングが繊維複合材料から形成されてなる実施の形態は、特に好都合である。このことによって、ロジカルに順番に生じる複数の製造段階のうちの一段階として、あるいは、安価な別個の製造段階としても、ハウジングを安価に形成することができる。
【００４６】
信号検出システムの及びマグネットシステムの電気的及び磁気的構成要素の事前組立後に、これらの構成要素は、繊維複合材料からなる層の被覆によって、ハウジング機能を実現する層で囲繞される。コスト上の利点は、この製造段階のためにわずかな材料及び製造時間しか必要としないことから生じる。
【００４７】
技術的な利点は、すべての構成要素が、この場合、素晴らしい方法で、持続的に位置的に固定されてことから生じる。何故ならば、使用された半製品は、ほぼどの任意の表面配置にも適合するからである。
【００４８】
ハウジングの巻付へ、電磁的な雑音電界に対する遮蔽層（ＥＭＦシールド）を包み込みによって統合することができる。この遮蔽層は、銅等又は導電性の繊維複合材料から、例えば炭素繊維強化樹脂製の、メタルメッシュ又は金網からなる例えば巻付可能な半製品で製造することができる。
【００４９】
最後に、信号検出手段及びマグネットシステムが、繊維複合材料からなる層によって形成された測定管に埋設されてなる、本発明に実施の形態は、特に好都合である。この実施の形態では、まず、測定管が繊維複合材料で巻かれ、次に、その上に、順々に、マグネットシステム及びハウジングが、上述の如くに、巻かれる。この実施の形態の利点は、すべての部分システムの、繊維複合材料からなる層への、結果としての統合によって、非常に安価に製造可能な測定装置が得られることにあり、この測定装置は、個々の部分システムの埋設の記述の際にすべての上述した利点を、追加的に一体化する。
【００５０】
本発明の他の好都合な実施の形態及び改善並びに他の利点は、他の従属請求項から読み取られことができる。
【００５１】
本発明の１３の実施の形態が示されている図面を参照して、本発明並びに本発明の他の好都合な実施の形態及び改善を詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
図１は磁気誘導型の測定装置１の横断面を示している。この測定装置は、物質側の装置境界面４及び周囲側の装置境界面６を有する測定管２と、接触サブアセンブリ又は送信機とを具備する。測定管２は繊維複合材料の層によって形成されている。繊維半製品１０からなる各々の層が、合成樹脂１２と共に複合材料を形成している。図１には、積層は、横断面で、同心円によって示されている。半製品の連続的な巻回による他の種類の積層では、螺旋状のパターンが生じるだろう。
【００５３】
測定管を繊維複合材料から製造するためには、複合材料技術で知られた各々の方法を、適切な型で用いることができる。個々の繊維複合材料層の典型的な厚さは、ほぼ０．１２ｍｍ乃至３ｍｍである。
【００５４】
ＭＩＤには、管軸線３に対し垂直に２つの向かい合っている測定電極（電極装置）２０，２０ａと、各々測定電極を外側に対し遮蔽する遮蔽電極（電極装置、信号検出手段）２２，２２ａとを有する容量性の信号検知手段部分システムが設けられている。遮蔽電極は、ここでは、測定供給線２６用のダクトを空けておくために、分けて設計されている（２２，２２´；２２ａ，２２ａ´）。
【００５５】
これらの電極２０，２０ａ，２２，２２ａは、平面に広げられた状態で実質的の矩形である周囲輪郭を有する平面状の金属薄板又は箔から形成されており、測定管の軸線３に対し平行に、シリンダジャケットのセグメントの形に設けられている。
【００５６】
電極２０，２０ａ，２２，２２ａは、孔あきの材料、例えば金網又は導電性プラスチックからなる生地からも形成されていてもよい。
【００５７】
図１には、測定電極２０，２０ａは、物質側の装置境界面から約４つの巻回層の間隔をあけて設けられている。個別層の厚みを０．５ｍｍと仮定すれば、このことは、２ｍｍの間隔に対応する。２ｍｍの肉厚の繊維複合材料は、許容されない変形が生じることなく、４０ｂａｒまでの管内圧力に耐えることができる。図１に示したＭＩＤの信号検出手段部分システムは、管内圧力に基づく許容されない機械的変形に晒されない。
【００５８】
変形によって装置に損傷が引き起こされるか、電極又は他の付属部材が変形により管へと移動されて、測定精度が低下されるとき、特にそのとき、変形は許容されない。
【００５９】
電極２０，２０ａ，２２，２２ａの近くには、電子式の信号予備処理サブアセンブリ２４、すなわち実質的にはインピーダンス変換器及び信号前置増幅器が、電極２０，２０ａ，２２，２２ａから信号予備処理サブアセンブリ２４へ及び信号予備処理サブアセンブリ２４から送信機８に延びている測定信号供給線と同様に、層に埋設されている。
【００６０】
図１に示した本発明に係わるＭＩＤを製造するために、繊維強化プラスチックからなる構成部材の知られた製造技術からの方法、ここでは特に巻繊方法が借用される。この場合、以下に記載のプロセス段階が実行される。
【００６１】
第１として、金属、例えばアルミニウムからなるシリンダ状のコアに、第１の内層が巻き付けられる。この内層は、いわゆるロービングの形の、樹脂で含浸された繊維から、あるいは、例えば測定管の全幅に合せて切断されておりかつ適切な繊維層を有するいわゆるプレハブ部分（Gelege）の形の、繊維半製品からなる。
【００６２】
この第１の層には、幾つかの他の層が巻回され、そこに、測定電極が固定され、幾つかの他の繊維半製品層によって包まれる。
【００６３】
測定電極が既に第１の繊維半製品層に取り付けられるだろう。この場合なら、測定電極は測定物質のもっと近くにあるだろう。このことは測定のもっと高い感受性を意味する。
【００６４】
固定は、プレハブ技術（Gelege-Technik）技術では、例えば貼着点によってなされることができる。続いて、包み込みが注意深くなされるとき、電極の非常に高い位置決め精度が達成される。
【００６５】
これに応じて、続いて、遮蔽電極２２，２２ａ、信号供給線２６及び信号変換器サブアセンブリ２４が扱われる。続いて、壁部が幾つかの他の層によって厚くされる。
【００６６】
第２として、マグネットシステムの諸部分、強磁性体のコア及び励磁コイル（以下、単にコイルともいう）は、同様に、まず、仮に固定され、続いて、包み込まれ、従って最終的に固定される。励磁コイルは、図１に矢印Ｂによって示されるように、磁界が管の中心軸線３に対し垂直に及び測定電極２０と２０ａとの間の結合線に対し垂直に延びているように、取着される。
【００６７】
マグネットシステムでは、非常に高い測定精度を達成することが意図されているときは、非常に高い位置決め精度、特に、僅かな捩れが重要である。巻付が注意深くなされるときは、達成された幾何学的正確性は非常に高い。かくて、コイルの及びコアの１°よりも少ない捩れを達成することができる。
【００６８】
今や、環境による影響に対するマグネットシステムの保護を達成するためには、更に幾つかの他の層が巻回される。続けて、導電性の材料、例えば繊維半製品からなる、例えば導電性の炭素繊維のような導電性の材料からなる遮蔽層４０が巻回され、該遮蔽層に幾つかの最後の外側の保護層が巻き付けられる。外側の保護層はすべての外的な影響から保護する。それ故に、測定装置は、全体として、適切な保護分類、例えばＩＰ６８を満たす。この場合、これらの保護層は、測定管がＧＦＫの半製品から形成されているときは、他の半製品から、例えば、アラミド繊維強化材料からなっていてもよい。
【００６９】
ここでは図示しないが、追加の遮蔽層を電極とマグネットシステムとの間に埋設することもできる。
【００７０】
巻付の際には、測定信号線２６及び供給線を、個々の巻付層の間を通って、コイル３０及び信号変換器サブアセンブリ２４へ導かねばならない。
【００７１】
巻付が完成した測定管には、次に、接触装置８も固定される。このことは、螺着又は貼着によってか、再度、テープ状の半製品による包み込みによってなされることができる。それ故に、ソケット及び場合によっては操作・表示要素は接近可能である。
【００７２】
この場合、接触装置８はあるいは接触のためにのみ用いられ、電子式のサブアセンブリを全然有さず、測定装置を電気的にシステムの周囲に接続するために用いる接続要素（エネルギ供給及び信号伝送）のみを有する。しかし、接触装置は、バスケーブルを介してか、ワイヤレスで、無線送信機、ブルートゥース又は他の入手可能な信号伝送プロトコルによって信号処理、濾過、記憶及び伝送をするための既に多様な機能性のサブアセンブリを有することもでき、通常は、送信機と呼ばれる。
【００７３】
最後に、最後の段階として、コアが再度除去されるのは、コアが、硬化が終わった管から引き出されることによってである。この場合、コアの加熱のような知られた技術を支援的に利用することができる。
【００７４】
製造方法の変更の実施の形態は、ライナー材料、例えば熱可塑性樹脂からなるシリンダ状のチューブがコアとして用いられることにある。例えば、圧縮ガス（例えば圧縮空気）を加えることによって、チューブを、必要なシリンダ状の形にもたらすことができる。構成要素及び部分システムがすべて埋設された繊維複合材料をライナーに被覆した後に、ライナー・コアを、再度、引き出すことによって除去することができる。
【００７５】
ここでは図示しない他の実施の形態では、ライナーは、繊維複合材料層の被覆後に、測定装置の内部に留まる。このことにより、結果として、この変更の実施の形態では、繊維複合材料からなり従来のライナーを有する前提部分に記載の測定装置が得られる。
【００７６】
図２乃至１３には、図１に示した上に詳述された実施の形態の、最終的とは見なされない数の、変更の実施の形態が示されている。従って、以下、実質的に、図１に示した実施の形態とは異なる部材を述べる。この場合、同一の又は同一に作動する部材又はサブアセンブリは、同一の参照符号を有する。
【００７７】
図２は、容量性の信号検出手段を有する、本発明に係わるＭＩＤの縦断面図を示している。測定電極及び遮蔽電極２０，２０ａ，２２，２２ａにおいて破線で示した縁取りは、これらの電極が、測定管２の第１の巻付層の後方に、埋設された状態で設けられていることを示している。これらの電極は測定物質とは直接の接触を有しない。
【００７８】
その他の点では、図２に示した測定装置の構造は実質的に図１に示した構造に対応している。但し、測定管の内側には環状の基準電極（信号検出手段）２３が埋設されたので、この電極は測定物質と電気的に接触していることを補足しておく。信号線は基準電極２３から信号変換器サブアセンブリ２４へ延びている。電極の幾つかの構造では、測定用の基準電位を測定物質に印加することが必要であり、そのためには基準電極２３が用いられる。
【００７９】
基準電極２３を、金属薄板から、一部分の金属箔又は導電性の繊維複合半製品から製造するのは、基準電極をコアに直接に設置し、続いて第１の巻付層によって包むことによってである。コアの除去後に、基準電極は測定物質と直流的に結合している。
【００８０】
測定管２の表面輪郭は、巻付技術に基づいて、広い範囲で構成することができる。図２は、例として、２つの側方の密閉面５へ及び中央へ太くなった部分を有する測定管を示している。密閉面と中央の間には、各々の凹面状の狭隘部分がある。接触装置８は、部分的に、測定管壁部に入れられ、そこでしっかりと貼着又は圧縮される。
【００８１】
図２に示した測定管の結合は、例えば、ウェハ取付又は中間フランジ組込み技術でなされる。
【００８２】
図３は本発明に係わるＭＩＤの変更の実施の形態を示している。この変更の実施の形態は、図１に示した実施の形態とは、実質的に、容量性の信号検出手段が実現されている点で異なっている。測定電極（信号検出手段）２１，２１´は測定物質と直流的に結合しており、測定管２内での測定物質の流れ方向は矢印Ｆによって示されている。測定電極は図３では矩形の電極として示されているが、当然乍ら、ほぼ任意に、例えば、円形に又は卵形に成形されていてもよい。測定電極の延出は容量性の電極よりも著しく小さくて、通常では、数ｍｍ乃至数ｃｍの直径を有する。測定電極２１は、基準電極の埋設に関して図２で記載したのと類似の方法により、繊維複合材料からなる層に埋設されている。測定電極２１のために選択される材料は、従来のＭＩＤでの材料に応じて定められており、所望の使用に応じている。
【００８３】
しかし乍ら、ＭＩＤの本発明に係わる、図３に示した構造では、測定管は非導電性の繊維複合材料から形成されているので、従来の原理の使用の際には、絶縁性の内張り（ライナー）を引き入れる必要性は省かれる。測定電極２１を、マグネットシステム３０，３０´，３０´´，３０ａ，３０ａ´，３０ａ´´，３２，３２´，３２´´と共に、管壁部材料に直接埋設することができる。このことはこのような測定装置の製造を著しく容易にする。
【００８４】
本発明に係わるＭＩＤの、図４に示した実施の形態は、図１に示した実施の形態とは、物質側の装置境界面４がナノ構造になっており、低下した粘着性をもって、例えばハスの葉の表面のように形成されている点で異なっている。利点は、媒体に接触する管内面が、このことにより、自己清浄性を得て、測定物質からの沈殿物に対し抵抗力を有することにある。ハスの葉の表面の原理に基づく自己清浄作用は、表面がナノメートルの尺度での構造を有し、測定物質からの粒子の沈殿の際に、表面張力と接着力の所定の比率が前記構造によって形成され、それ故に、表面における粒子の有効な接着力が著しく低下していることに基づいている。粒子は、既に、測定物質の通常の流れによって再度取り除かれることができる。このことによって、管内面４は何時でも自己清浄される。
【００８５】
物質側の装置境界面４におけるナノ構造は、例えば、適切な母材がシリンダ状の金属コアの表面に付着され、そのとき、構造が、繊維複合材料からなる第１の層の巻回の際に、この繊維複合材料に成形されることによって、形成されることができる。他の可能性は、シリンダ状の金属コアでの第１の層として、薄いプラスチック層が、例えば遠心分離による被覆又は浸漬によって被覆され、この層に母材のナノ構造が成形されることにあるだろう。続いて、その上には、繊維複合材料からなる第１の層が被覆される。そうならば、物質側の装置境界面は、薄い、ナノ構造のプラスチック層によって形成されるだろう。他の部分システムのための機械的安定性及び支持機能は、繊維複合材料という構造材料によって保証されるだろう。
【００８６】
図５は、ハウジング２０１のみが繊維複合材料から形成されており、これに対し、複数の他のサブアセンブリが従来のように構成されてなる本発明の実施の形態を示している。特に、測定管２０２は、内部でプラスチックの内張り４０１（ライナー）によって内側に内張りされているスチールの測定管である。測定管の外面には、２つの励磁コイル３０，３０ａと、強磁性体のコア３２とを有するマグネットシステムが、知られた取付手段３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ，３３ｇ（これらは固定部材、ボルト、ねじ、締付部材及び類似の部材）によって、取着されている。取付手段は図５では略示されているだけであり、ここでは、詳述する必要はない。何故ならば、これらの取付手段はＭＩＤの製造分野の当業者にはよく知られているからである。信号検出は、２つの向かい合っている導電性の電極２１（そのうち１つのみが見られる）によってなされ、管の中心軸線Ｆ及び磁界方向Ｂに対し垂直に取着されており、測定媒体すなわち測定物質と直流的に接触しており、スチール管から電気絶縁されている。マグネットシステムの回りには、繊維複合材料の層からなるハウジング２０１が、上記方法によって形成されている。ハウジングには、導電性の材料からなる遮蔽層４０が挿入されている。図５に示した、ハウジングの中空シリンダ状の鋳造は、繊維複合材料による層形成方法によって生じる複数の成形可能性のうちの１つにすぎない。ハウジングを形成する層は、マグネットシステムの輪郭にも多かれ少なかれ適合することができる。
【００８７】
図６に示した実施の形態は、ライナー４０１と、測定物質と直流的に接触する電極２１を用いる容量性の信号検出手段とを持つ従来のスチール測定管２０２を有する。ここでは、図５に示した実施の形態と異なり、励磁コイル３０，３０ａ及び強磁性体のコア３２を有するマグネットシステムは、例えば、図１で上述した方法で、遮蔽層４０と同様に、ハウジングを形成する層に埋設されている。送信機８の下面は部分的に最上のハウジング層に挿入されており、送信機の２つの外面は、２つの固定用ベルト９によって、送信機がいわばしっかりと巻き付かれることによって、ハウジングに固定されている。固定用ベルトは繊維複合材料からも形成されており、ハウジングも構成するのと同一の巻回方法で被覆される。
【００８８】
図６及び５に示した実施の形態における測定管２０２は、当然乍ら、セラミックからもなり、埋設されたか、測定管に取着された容量性の信号検出電極を有する。
【００８９】
図７に示した実施の形態は、測定信号を検出するための部分システムのみが容量性の信号検出システムとして形成されており、繊維複合材料からなる層に埋設されていおり、このことによって、測定装置の繊維複合材料の埋設すなわち層１９が生じ、これに対し、複数の他の部分システムは従来の方法で構成されてなるＭＩＤを示す。測定管２０４は、ここでは、セラミックの管であるが、熱可塑性樹脂の管でもあるだろう。測定管には、例えば、図１で上述した方法で、測定電極及び遮蔽電極２０，２０ａ，２２，２２ａが、信号線２６（見易さという理由から図７にはすべての信号線が示されている訳ではない）及び信号変換器サブアセンブリ２４と共に、繊維複合材料からなる層に埋設されている。まず、繊維複合材料の１つの又は複数の層が測定管に直接被覆され、その後、測定電極２０，２０ａが取り付けられる。
【００９０】
図７に示した実施の形態では、典型的には、４つの測定電極対２０ａ，２０ａ´，２０ｂ，２０ｂ´，２０ｃ，２０ｃ´，２０ｄ，２０ｄ´を有する多電極装置が示されている。測定電極対２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが測定管の内側側面の夫々１つのセグメントを覆う。このような多電極装置によって、流量測定の他に、水準検出及び水準測定を行なうこともできる。容量性の多電極装置による水準検出及び水準測定のこの方法は、従来の技術で原理的に知られている。水準検出及び水準測定は４つの測定電極対に限定されず、３つの、４つの、５つの、６つの、７つの、８つの又はそれより多い数の電極対が設けられてもよい。測定のこの方法と、繊維複合材料からなる層への測定電極対の埋設とが、図７に示した実施の形態で示されたように組み合わされるときは、大きな利点、すなわち、測定電極対が非常に正確に位置決めされることができ、埋設後には動かないように固持されており、測定用導線が最早振動もずれもせず、電極に近いインピーダンス変換器及び信号変換器サブアセンブリ２４にある信号前置増幅器が、製造コストが減少したのに、測定精度の向上という結果を生むという利点が生じる。
【００９１】
マグネットシステムは、図７に示した実施の形態では、従来のように励磁コイル３０，３０ａ及び磁気回路のための強磁性体のコア３１から構成され、磁気回路を形成し、固定手段３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ，３３ｇによって、繊維複合材料の埋設１９に固定されている。ハウジング２０２も、従来のように構成されかつハウジング構成手段３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄによって取着された金属製ハウジングである。
【００９２】
送信機は、ここでは、信号を無線で送信（矢印Ｒで示されている）するための、従ってまたＭＩＤを無線で上位のプロセス制御システムに結合するための無線の信号送信ユニットを有する。
【００９３】
図８に示した実施の形態では、励磁コイル３０，３０ａ及び強磁性体のコア３２を有するマグネットシステムのみが、例えば、図１で上述された方法で、繊維複合材料からなる層に完全に埋設されている。かくして生じる繊維複合材料の埋設１９は、従来のスチールの測定管２０２を内張り４０１及び導電性の電極２１で囲繞する。ハウジング２０６も、この実施の形態では、従来の方法で、金属から形成されている。この実施の形態の利点は、マグネットシステムの非常に高い幾何学的精度があって、測定管、信号検出手段及びハウジングに関して定評のある部分システムを維持しつつ、安価に製造できることにある。
【００９４】
図９は、マグネットシステムが、部分的に、繊維複合材料からなる層に埋設されてなる本発明に係わるＭＩＤの、その実施の形態の縦断面図を示している。強磁性体のコア３２は繊維複合材料からなる層に埋設されており、励磁コイル３０，３０ａは、固定手段３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ，３３ｇによって、繊維複合材料技術による層構造から結果として生じる繊維複合材料の埋設１９に固定されている。励磁コイル３０，３０ａが繊維複合材料の埋設１９に固定されていて、強磁性体のコアが、従来の方法で、埋設に取り付けられてもいるだろう。
【００９５】
図９に示した実施の形態は、ＭＩＤの従来の構成方法に比較して、マグネットシステムの固定の際に、依然として、コスト上の利点と、幾何学的精度の向上とを供し、同時に、製造方法の、図８又は６に示した実施の形態より余り大幅な転換を要しない。
【００９６】
図１０は、測定管のみが繊維複合材料からなる層によって形成されており、複数の他の部分システム、例えば信号検出手段、マグネットシステム及びハウジングが従来の方法で構成かつ取り付けられていてなる、ＭＩＤの本発明に係わる実施の形態の、その横断面を示している。繊維複合材料からなる測定管２には、対の導電性の信号電極２１が埋設されている。この実施の形態は、繊維複合材料からなる測定管が非導電性、高い機械的安定性、圧力負荷の下での耐変形性、同時に、高い化学的耐性を有するという利点を供する。内側の内張り層を被覆する必要性はなくなる。今日では従来の技術で製造されるＭＩＤでは、測定管が測定装置の全コストの非常に高い割合を占めるので、図１０に示された実施の形態によって、複数の他の部分システムを製造する定評のある方法を維持しつつ、製造工程の僅かな変更によって、それだけでもう、著しく安価な製造を可能する。
【００９７】
本発明に係わるＭＩＤの、図１１に横断面として示された実施の形態では、測定管２は一部分繊維複合材料から、一部分他の材料から形成されている。測定管の内部１８は、例えば、直流的に側定物質に接触する対の電極２１が導電性の信号検出手段として埋設されてなる熱可塑性樹脂からなる。熱可塑性樹脂からなる内管の回りには、例えば、図１で記述された方法で、繊維複合材料からなる層すなわち繊維複合材料の埋設１９が被覆されている。このとき、熱可塑性樹脂からなる内管は、除去可能な金属コアの代わりに、コアとして用いられ、金属コアと異なり測定装置に留まる。繊維複合材料から管の外部を形成することによって、測定管は、全体的に、機械的安定性、耐圧縮性及び耐変形性を得る。熱可塑性樹脂のみではこれらの性質を有しない。この実施の形態の利点は、測定物質に対し絶縁するための内張りを挿入する必要のない熱可塑性樹脂の非常に安価な管の、場合によっては存する製造が、用いられ、そのとき、熱可塑性樹脂管の低い耐圧縮性という欠点が、繊維複合材料による積層によって解消されることにある。マグネットシステム及びハウジングのような他の部分システムは、従来のように製造される。導入される生産ラインの転換は非常に僅かである。
【００９８】
今日通常でありかつ利用可能なすべてのＭＩＤは、流れる物質の流量の測定に焦点を合せており、更に、測定物質からの又は測定装置自体の他の測定量に関する追加の情報が出て、例えば診断目的に用いられてなる追加の測定手段を有しない。図１２は、従来の技術のこの欠点を解消する、本発明に係わるＭＩＤの実施の形態を、縦断面図で示している。図１２に示した測定装置は、図２に横断面で示しかつ記述した測定装置に実質的に対応している。しかし、更に、図１２に示した実施の形態では、繊維複合材料からなる層に、複数の他のセンサが埋設されている。
【００９９】
測定物質側の装置境界面４の近くには、第１の温度センサ（測定検出手段）５６が埋設されている。この温度センサは、基準電極２３又は測定電極２０，２０ａの埋設の際の措置に類似して、層構造の、図１で記述した方法で、適切な位置に固定かつ巻回される。第１の温度センサ５６を、測定物質側の装置境界面４の非常に近くにか、測定物質と直接接触して埋設することができる。それ故に、測定物質の、管の内壁における温度を、温度センサによって良好に検出することができる。温度センサとしては、今日では小型でも入手できるすべての通常のタイプ、例えば抵抗性の温度センサ、熱電対又は半導体温度センサが可能である。
【０１００】
周囲側の装置境界面６の近くには、第２の温度センサ（測定検出手段）５７が埋設されている。温度センサによって、測定管の管壁部温度又は周囲温度を検出することができる。２つの温度センサのセンサ信号の処理が送信機８でなされるが、信号変換器サブアセンブリ２４でもなされるだろう。
【０１０１】
２つの温度センサ５６，５７によって算出された温度値の相違から、繊維複合材料の形状寸法及び材料特性の情報の下で、熱流、及びそれから、測定物質と周囲との間で交換されたエネルギが計算される。従って、装置の許容される使用限度の維持をモニタすることが可能であろう。測定管の又は測定装置全体の残りの寿命も、検出された温度値に基づいて評価することができる。この目的のために、送信機８では、又は既に信号変換器サブアセンブリ２４では、更に、マイクロプロセッサが、上記寿命モデルがソフトウェアとして実行されているメモリと、統合される。温度値がそこに記憶され、そのとき、温度の履歴が入力量として寿命モデルに供給される。予想される残りの寿命が計算され、送信機を介して、上位のプロセス制御システム又はプラントオペレーティングシステムでの表示又は再処理のために更に送られる。
【０１０２】
第１の他の測定検出手段５６は、温度センサに追加して、圧力センサであってもよい。この測定検出手段は、図１で記述した方法で、管内部で測定物質と液圧で接触しつつ、繊維複合材料からなる層に埋設されるだろう。このような測定装置によって、流れる物質の圧力及び流量が同時に測定されるだろう。
【０１０３】
更に、測定管の内面と、外面との間のほぼ中央には、ひずみセンサ（測定検出手段）５８が埋設されている。これは、例えば、ひずみ計、あるいは金属ベースの又は半導体ベースのひずみ計からなるブリッジ回路におけるひずみ計装置であってもよい。ひずみセンサ５８によって、巻付本体（Wickelkoerper）における機械的応力状態が算出される。複数のひずみセンサを複数の個所で測定管に分布して埋設することができる。かくして得られた情報から、測定管の多軸の応力状態を計算することができ、かくて、各々の組込み状態における許容される荷重をモニタすることができる。
【０１０４】
図１３は、測定管が、該測定管に埋設されていてかつ信号を検出するための及び磁界を発生させるための部分システムと共に、透明な繊維複合材料に埋設されてなる本発明に係わるＭＩＤの、その実施の形態を縦断面図で示している。層状に構成された繊維復合材料からなる構成部材が透明にされることができるのは、樹脂で予め含浸された層からの巻回後に高真空で硬化がなされる場合である。何故ならば、ＧＦＫ材料の場合のガラス繊維が透明だからである。繊維複合材料の不透明は、樹脂内の多くの小さな混入空気の存在に理由を有する。真空処理の際に混入空気が除去されるので、繊維複合材料はこれによって透明になる。
【０１０５】
透明な繊維複合材料からなる測定管の場合、追加的に、光学的な作動原理に基づく複数のセンサが埋設されることができる。図１３に示したＭＩＤでは、右に、光源（測定検出手段）５３と、該光源に向かい合っている光学的な受信機（測定検出手段）５２とからなる光学的な測定チェーン（optische Messkette）が、繊維複合材料からなる層に埋設されている。光源５３及び受信機５２の光学的窓(optische Fenster)は、汚染に対する保護の理由から、透明な繊維複合材料からなる薄層によってのみ、測定物質から隔てられている。
【０１０６】
かくして、一連の光学的測定方法が実現され、かくて、測定物質からの他の測定量に関する追加の他の情報が得られることができる。
【０１０７】
例えば、光源５３は所定の波長に同調されたレーザダイオードであってもよい。受信機に到達する光強度を、レーザダイオードによって放射された光強度に比例して測定することによって、測定物質における光吸収は、特有な波長で算出され、そこから、測定物質の組成の判断が得られる。従って、原理的には、小型の吸収分光測光計が、透明な繊維複合材料からなる測定管に埋設可能である。光源５３が広いスペクトルを放射するとき、受信機５２に記録された全強度と送信された光強度との割合から、測定物質の混濁に関する情報が得られることができる。このことは、例えば、醸造におけるプロセスをモニタするために測定装置を用いる際に、非常に好都合であった。
【０１０８】
図１３の測定管２の左側には、複数の光学センサが、外側で、取付要素６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄによって、測定管に取着されている。このことは、非常に敏感な光学構成素子、例えば、樹脂の硬化の際に場合によって生じる温度上昇によって損なわれる光学構成素子が用いられるとき、好都合である。
【０１０９】
光学センサ構成素子としては、例えば、光学的撮像チップ、例えば、デジタルカメラに使用されるＣＣＤチップが可能である。このような撮像サブアセンブリと、メモリ機能付きのマイクロプロセッサで受信機８にプログラムされた画像処理ソフトウェアとを用いて、自動的な光学式の測定物質モニタを実行することができる。流量測定の際に、同時に望ましくない阻害物体があるか否かで、例えば、果汁のような、流れる透明な食料品がモニタされるだろう。
【０１１０】
前記の複数の実施の形態は、本発明に係わるＭＩＤのすべての可能な実施の形態を最終的に示している訳ではない。本願は、ここでは記さないが、ここに記載した実施の形態又はそれの部分からの組合せによって生じるすべての他の実施の形態も対象にしている。特に、マグネットシステムの構成の際に、図１乃至４に記載した実施の形態とは異なり、まず励磁コイルを巻付本体に固定し、次に強磁性体のコアをそこに固定するという措置を講じることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】信号検出手段及びマグネットシステムが、繊維複合材料からなる層に形成されているＭＩＤの、その横断面を示している。
【図２】追加的に基準電極が埋設されている、図１に示したＭＩＤの、その縦断面図を示している。
【図３】導電性の信号検出手段を有する、図１に示したＭＩＤの縦断面図を示している。
【図４】物質側の装置境界面がナノ構造であってなる図１に示したＭＩＤの横断面図を示している。
【図５】ハウジングが繊維複合材料から形成されてなるＭＩＤの縦断面図を示している。
【図６】ハウジングが繊維複合材料から形成されてなるＭＩＤの、他の変更の実施の形態の縦断面図を示している。
【図７】信号を検出するための部分システムのみが繊維複合材料の層に埋設されてなるＭＩＤの横断面図を示している。
【図８】マグネットシステムのみが、完全に、繊維複合材料からなる層に埋設されてなるＭＩＤの縦断面図を示している。
【図９】マグネットシステムのみが、部分的に、繊維複合材料からなる層に埋設されてなるＭＩＤの縦断面図を示している。
【図１０】測定管のみが繊維複合材料から形成されてなるＭＩＤの横断面図を示している。
【図１１】測定管が、部分的に、繊維複合材料から形成されてなるＭＩＤの横断面図を示している。
【図１２】温度及び歪みを測定するための追加のセンサが管壁部に埋設されてなるＭＩＤの縦断面図を示している。
【図１３】追加的に複数の光学的な分析器が設けられてなるＭＩＤの縦断面図を示している。
【符号の説明】
【０１１２】
１  測定装置
２  測定管
２０  測定電極、
２０ａ  測定電極
２２  遮蔽電極
２２ａ  遮蔽電極
３０  励磁コイル
３０ａ  励磁コイル
３２  強磁性体のコア
【図１】
2005121656.tif 000003
【図２】
2005121656.tif 000004
【図３】
2005121656.tif 000005
【図４】
2005121656.tif 000006
【図５】
2005121656.tif 000007
【図６】
2005121656.tif 000008
【図７】
2005121656.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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